Page 57 - 《含能材料》优秀论文(2019年)
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1010 王浩伟,滕克难,吕卫民
3.2.3 延寿技术方案统筹 延寿领域有所应用 [57-58] 。
提高导弹贮存可靠性、延长导弹贮存期的技术手 3.3 加速贮存试验技术
段主要有薄弱件整修、寿命件更换、性能改进与新技术 3.3.1 加速贮存试验的用途与关键技术
应用、放宽失效判据、改进维护措施等 [51] 。导引头射 假设导弹的延长贮存期为 N 年,延寿技术方案能
频电路、惯导伺服机构等电子、机电设备故障率相对较 否保证导弹在 N 年延长贮存期内满足要求的可靠度
高,是影响导弹贮存可靠性的薄弱环节,延寿时应针对 水平与安全性要求?这是在对批次导弹开展延寿工程
性得提出整修措施。弹上蓄电池、发动机燃油、部分密 前需要回答的难题。考虑到导弹贮存延寿工程的紧迫
封件等具有性能退化现象,属于有限寿命产品,应进行 性,不允许通过 N 年自然贮存过程考核延寿技术方案
定期更换;性能改进与新技术应用不仅可以延长导弹 的有效性。一种高效、可行的解决方案是利用短时间
的贮存期,而且能够提高导弹的使用价值,这对于贮存 的加速贮存试验等效试验样品的 N 年自然贮存,然后
期较长的战略导弹来说尤为重要。例如,美国对“民 开展验证性试验考核延寿技术方案的有效性。
兵”导弹、“三叉戟”导弹等在多次延寿中分别更换了固 加 速 贮 存 试 验(Accelerated Storage Test,AST)
体火箭发动机增加导弹航程并提升突防能力,改进了 是高效验证导弹贮存期的关键环节 [59-62] ,其实质是通
制导系统提升导弹的抗干扰能力及制导精度,改装战 过施加比自然贮存环境高的应力水平,在短时间内使
斗部适应导弹多样化的作战需求 [52-53] 。为了保证导 试验样品的累积损伤(寿命消耗)等效 N 年自然贮存
的效果,如图 7 所示。
弹的安全性与可靠性,在产品设计时通常留有一定的
设计余量,放宽失效判据是在对导弹服役阶段可靠性
数据充分分析的基础上,通过调整失效判据释放部分
设计余量,从而达到延长贮存期的目的。改进维护措
施是指导弹使用单位优化检测周期、改善贮存环境条
件、提高检测维修能力等措施 [54] 。
延长导弹贮存期的技术手段有多种,如何综合运 图 7 加速贮存试验用途示意
Fig.7 Schematic of accelerated storage test
用各技术手段取得最优延寿效果是一个值得研究的问
题 [55-56] 。可以将延寿技术方案生成问题转换为线性 加速贮存试验技术的核心与关键是估计出试验产
或非线性规划问题,例如将可行的延寿技术措施作为 品的加速系数,试验产品层级越高、贮存任务剖面越复
决策变量,将延寿总费用等作为约束条件,将最大效费 杂,估计加速系数的难度越大。目前,我国尚未完全掌
比等作为优化目标,从而获取最优的延寿技术方案,如 握分系统级产品加速贮存试验技术,但俄罗斯已经掌
图 6 所示。需要指出的是,有可能得出的延寿技术方 握整弹级加速贮存试验技术,曾利用 6 个月加速贮存
案只包括改进导弹使用单位的技术维护措施、甚至是 试验等效 C‐300 导弹 10 年的自然贮存过程。现有加
保持现有技术维护措施,相对于整修延寿可称之为指 速贮存试验技术主要有以下两个方面不足:
标延寿,指标延寿的概念也在飞机、核电站、桥梁等的 (1)加速贮存试验的应力类型简单。
影响海军导弹贮存可靠性的敏感环境应力包括库
房贮存阶段的温度,战备值班阶段的高低温交变、低温、
温湿效应,装卸转运阶段的振动、冲击,因此,加速贮存试
验应该由高温加速试验、高低温交变加速试验、低温加速
试验、振动加速试验等组成。然而,国内很多单位仅仅进
行高温加速贮存试验,这无法等效导弹的整个自然贮存
过程,导致加速贮存试验的科学性与可信性不高。
(2)缺少分系统/整机产品加速系数估计理论与方法。
如果不能准确估计出试验产品在各加速应力下的
图 6 获取最优延寿技术方案的技术路线
Fig.6 The technical route of obtaining the optimal life‐exten‐ 加速系数,就无法在加速贮存试验时间与自然贮存时
sion solution 间之间进行等效折算。目前,估计整机加速系数时普
Chinese Journal of Energetic Materials,Vol.27, No.12, 2019(1004-1016) 含能材料 www.energetic-materials.org.cn